論文の概要: Free-space Continuous-variable Quantum Secret Sharing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.11263v1
- Date: Fri, 14 Mar 2025 10:17:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-17 22:04:29.274929
- Title: Free-space Continuous-variable Quantum Secret Sharing
- Title（参考訳）: 自由空間連続可変量子秘密共有
- Authors: Fangli Yang, Liang Chang, Daowen Qiu, Minghua Pan, Wanjun Xiong,
- Abstract要約: 自由空間量子暗号は、グローバルな量子通信を可能にする可能性がある。
本稿では,自由空間伝送のためのCV-QSSプロトコルを提案する。
自由空間における効率的なCV-QSSが実現可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.299246827651063
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Free-space quantum cryptography has the potential to enable global quantum communication. However, most existing continuous-variable quantum secret sharing (CV-QSS) schemes rely on fiber channels. In this paper, we present a CV-QSS protocol designed for free-space transmission and construct models of crucial parameters, including channel transmittance, excess noise, and interruption probability, thus deriving the bound of the secret key rate. In particular, we provide a multi-source excess noise model for free-space CV-QSS based on the local local oscillator (LLO) scheme and a straightforward optimization of the noise. Furthermore, our research considers the impact of atmospheric turbulence on the protocol. Simulation results demonstrate that the intensification of atmospheric turbulence adversely affects the aforementioned crucial parameters, leading to a significant reduction in the key rate. However, our protocol shows its capability to securely share secrets over a distance of exceeding $60$ km among five participants in the presence of turbulence with $C^2_n=1\times 10^{-15}m^{-2/3}$, while maintaining a high key rate of approximately $0.55$ bit/pulse over a distance of $10$ km across twenty participants. These findings suggest that efficient CV-QSS in free space is indeed achievable. This research may serve as a reference for the design and optimization of the practical CV-QSS system.
- Abstract（参考訳）: 自由空間量子暗号は、グローバルな量子通信を可能にする可能性がある。
しかし、既存のほとんどの連続可変量子秘密共有(CV-QSS)スキームはファイバーチャネルに依存している。
本稿では,自由空間伝送のためのCV-QSSプロトコルを提案し,チャネル透過率,余剰雑音,割り込み確率などの重要なパラメータのモデルを構築し,秘密鍵レートの境界を導出する。
特に,局所的局所発振器(LLO)方式に基づく自由空間CV-QSSのためのマルチソース余剰雑音モデルと,ノイズの簡単な最適化を提案する。
さらに,このプロトコルに対する大気乱流の影響についても検討した。
シミュレーションの結果, 大気乱流の増大が上記の重要なパラメータに悪影響を及ぼし, キーレートが著しく低下することが示唆された。
しかし, 提案プロトコルでは, C^2_n=1\times 10^{-15}m^{-2/3}$の乱流の存在下での5人の参加者のうち, 60$ km以上の距離で秘密を安全に共有できると同時に, 20人の参加者に対して約0.55$bit/pulseという高い鍵レートを維持することができる。
これらの結果から, 空き空間での効率的なCV-QSSが実現可能であることが示唆された。
本研究は,実用CV-QSSシステムの設計と最適化の参考となる可能性がある。
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